Rhizosphère, micro-organismes et plantes, une équipe qui gagne

On devine ici les racines et le sous-sol ou se développe la rhizosphère
On devine ici les racines et le sous-sol ou se développe la rhizosphère

Qu’est-ce que la rhizosphère, cette zone proche et en liaison avec les racines des plantes ? Détaillons ici les relations entre les micro-organismes et les plantes qui l'anime !

Qu’est-ce que la rhizosphère ?

La rhizosphère est un terme scientifique qui définit le sol dans l’entourage immédiat (10 à 20 cm) autour des racines d’une plante. Lorsqu’il est en bonne santé, le sol qui entoure les racines d’une plante, que ce soit une salade ou un arbre tel que le hêtre, fourmille de micro-organismes, bactéries ou champignons. Ces micro-organismes y sont bien plus abondants qu’ailleurs. Ils entretiennent avec les végétaux des relations de symbioses et de coopérations, où tous se retrouvent gagnants.

Bref, la rhizosphère est le lieu d’une entre-aide interspécifique très complexe dont l’étude scientifique n’est pas encore aboutie, mais qui démontre dès aujourd’hui un effet direct sur le développement et la résistance des plantes.

Relations de symbioses et de coopérations

Parmi les relations gagnant-gagnant entre les plantes et les micro-organismes, quelques-unes sont bien connues : les symbioses telles que dans les nodosités à rhizobiums chez les Fabacées et les mycorhizes, où la plante hôte et les champignons mycorhiziens sont intimement liés (indispensables, par exemple, chez les orchidées pour la germination). L’entraide entre plantes et micro-organismes ne s’arrête pas à la symbiose pure, en effet, un grand nombre de relations sont simplement de la coopération, encore appelée symbiose associative, qui est facultative, mais dont les bénéfices réciproques apportent un net avantage aux deux parties.

Les liens entre les deux types d’organismes sont donc divers :

Le micro-organisme peut être interne à la plante, moitié dedans/moitié dehors, ou seulement à l’extérieur, mais proche, par exemple en constituant un manchon autour des racines. Les bactéries rhizosphériques sont parmi les organismes qui vivent et se développent en quantité dans les régions immédiates autour des racines. Sans pénétrer dans la plante, elles ont un effet actif sur la croissance du végétal, et sont qualifiées de PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria). Une partie de ces PGPR sont des bactéries lactiques, et on pourrait d’ailleurs faire le parallèle avec la flore intestinale du mammifère, indispensable, mais fragile.

Une association avantageuse pour les 2 parties

Comment la plante favorise le développement des bactéries ?

En rejetant des nutriments dans la rhizospère assimilables par les PGPR sous forme d’exsudat dans l’environnement immédiat de ses racines.

Comment le développement de la plante est-il favorisé par les PGPR ?

  • La rhizosphère permet d’améliorer la structure du sol : les bactéries du sol contribuent à construire les agrégats du sol, soit à fournir à la plante un sol structuré, mieux aéré et plus favorable. La zone de contact entre les racines et la terre est plus importante, donc les échanges également.

  • Les PGPR transforment l’azote en molécule assimilable par la plante (ammonisation), rendent le phosphate soluble et assimilable, et mettent à disposition de la plante les différents oligo-éléments dont elle a besoin. Les expériences montrent que la plante dans sa rhizosphère double son absorption de phosphate (comparaison avec une plante en milieu stérile).

  • Plus étonnant encore, les PGPR émettent des phytohormones : acide gibberelique, AIA, cytokinine… Elles influent directement sur la germination, stimulent la croissance des racines. Ainsi, une plante dans sa rhizosphère à un chevelu racinaire bien plus important. On les appelle les PGPR phytostimulatrices.

  • Et enfin, les micro-organismes aux alentours des racines ont un rôle de protection du végétal contre les pathogènes, par mécanisme de compétition, mais également par antagonisme. On les appelle les PGPR phytoprotectrices. D’ailleurs, les champignons sont aussi connus depuis longtemps pour leur production d’antibiotiques.

La rhizosphère est un monde fragile

Ces bactéries PGPR sont fragiles. Elles permettent un équilibre du sol, mais sont facilement détruites par la perturbation du milieu :

En premier lieu, la disparition des PGPR du sol est due aux produits chimiques. Ces micro-organismes sont sensibles aux sels, à la variation de ph, et bien sûr aux insecticides comme aux fongicides, puisque ceux-ci sont faits pour tuer. De même, les apports d’engrais directement assimilables par la plante font mourir la rhizosphère. En effet, que fait la plante qu’on biberonne aux nutriments directement assimilables ? Elle arrête de produire les exsudats nourriciers pour les bactéries, donc celles-ci disparaissent. Les racines sont alors beaucoup moins développées, et cette plante qui a l’air bien vert et aux grandes feuilles est en fait très fragile au manque d’eau (pas assez de racines) et aux agents pathogènes. On voit comment peut vite s’installer un cercle vicieux, comme on le constate actuellement dans l’agriculture intensive.

Les PGPR peuvent être détruites également par des perturbations physiques du sol : compactage par piétinement, inondations, labours profonds. Elles sont sensibles aussi aux bactéries responsables de la décomposition par antagonisme.

Comment adapter ces nouvelles connaissances à nos méthodes de culture ?

Quelques idées simples à mettre en œuvre :

  •  Arrêter de semer les graines dans un milieu plus ou moins stérile : elles ont besoin de leurs bactéries. Le mieux est de les semer dans un mélange qui contient au moins une partie de la terre du jardin.

  •  Arrêter de traiter, d’utiliser des produits phytosanitaires ou même les engrais directement assimilables.

  • Éviter de laisser une terre nue entre les cultures en hiver, ce qui provoque croute de battance, inondations et anoxie (asphyxie du sol). On peut y mettre de l’engrais vert ou tolérer les annuelles adventives.

  • Éviter de tasser la terre : ne pas piétiner plus qu’il ne le faut et/ou mettre des planches là où il faut passer.

  • Ne pas ensevelir la matière organique non décomposée, mais la déposer en surface. Utiliser du terreau bien décomposé.

  • Laisser en place autant que possible les systèmes racinaires des plantes récoltées ou des adventices coupées. Éviter de retourner la terre plus qu’il ne le faut : s’il y a besoin de décompacter, herser est plus approprié.

Il y a encore beaucoup à découvrir :

La rhizosphère a encore beaucoup de secrets à dévoiler, car dans toute niche écologique, il faut tenir compte les différents groupes de vie pour en comprendre les interactions, or le sol directement en contact avec les racines est également le milieu de vie de nombreux petits animaux, vers de terre, collemboles, etc. et on sait par exemple que certains vers de terre se nourrissent des bactéries de la rhizosphère. Il est très probable que cet effet de synergie  fasse  intervenir  les autres êtres vivants de la rhizosphère.

De même, lorsque les bactéries de la terre sont en nombre suffisant, il s’instaure alors une sorte de système de communication hormonale entre elles, ce qui peut favoriser  la croissance d’un groupe de plantes par rapport à une plante isolée.

Et enfin, on pense que la rhizosphère a un rôle majeur dans l’épigénétisme de la plante : sa propension à se modeler, s’adapter à son milieu.

Cela donne aujourd’hui aux cultivateurs et aux jardiniers de bonnes raisons de prendre en compte la rhizosphère et de la protéger, de considérer la plante avec son milieu de vie et non plus comme un organisme isolé.

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